1、科研开发 化工科技，2010，18(1)：5659 SCIENCE 8TECHN()I ()GY IN CHEMICA1 INDUSTRY 乙丙橡胶湿法脱挥工艺研究 崔华 ，赵秀红 ，金永峰 ，廖凤英 ，邹向阳 ，史春岩! (1中国石油占林石化公司研究院，占林。林r32o21；21】同石油占林石化公司精细化学品厂吉林吉林 132021) 摘 要：采用乙丙橡胶(J 2070)胶液进行了凝聚、挤出脱挥的实验研究。采用改造后的喷嘴结构及合理 的加料方式，有效地提高了胶液凝聚过程中的脱挥效率。采用改造后的U型模头进行乙丙橡胶水凝聚样品的 挤出脱挥实验。实验结果表明：在挤出机模头压力36 MPa机头温度
2、为154时，挤出样品的tc(总挥发分) 0 ；在挤出机转速为 O120 rmin的范围内挤出样品不发生降解。说明该脱挥工艺可行，满足乙丙橡胶脱 挥的要求。 关键词：乙丙橡胶；湿法；凝聚；脱挥 中图分类号：TQ 3334 文献标识码：A 文章编号：1008051l(2()1o)Ol一005604 乙丙橡胶(EPR)由于其产品性能优良，广泛 用于汽车部件、防水材料、电线电缆绝缘层、耐热 胶管、耐热运输胶带、汽车密封件及众多橡胶制 品，是合成橡胶中发展最快的胶种之一，其生产能 力和产耗量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶居七大合 成橡胶品种中的第3位。 吉林石化公司是国内唯一的乙丙橡胶生产厂 家，目前建成两套
3、生产装置，总生产能力为45 kt a，采用己烷为溶剂，氢气为分子量调节剂，在齐格 勒一纳塔型催化剂作用下，乙烯、丙烯和二烯烃按 配位聚合机理进行共聚合反应的溶液聚合工艺。 聚合反应完成后，聚合物溶液经水洗脱出残留催 化剂，经预热闪蒸提浓把聚合物从溶剂中分离出 来，再经挤压干燥制成粒状或块状产品。 目前国内外橡胶的生产装置后处理主要采用 湿法凝聚和干法两种工艺技术。JSR、DSM、Uni royal、EXX()N公司的后处理工艺均使用湿法脱 溶剂。随着干法脱挥技术的发展， )w化学公 司、EXX()N Mobile新装置，特别是茂金属溶液 法装置均已采用干法脱挥技术。 吉林石化公司有机合成厂现有
4、的两套乙丙橡 胶装置的后处理工艺均采用干法脱溶剂。采用干 法和湿法脱挥的后处理工艺进行比较表明，干法 工艺设备少、工艺流程短，占地面积小，现场操作 收稿日期：2009一lO一25 作者简介：崔华(1967一)，女，吉林市人，中国石油吉林 石化公司研究院高级工程师，主要从事高分子合成工作。 条件清洁、干净，通过直接脱挥、挤压造粒，没有化 学废水产生，能耗较低，但技术要求较高；湿法工 艺相对流程较长、设备多、占地面积大，现场操作 条件差，但兼有一定的水洗作用，有利于产品中钒 含量和灰分的进一步降低，汽提脱除己烷、乙叉降 冰片烯(E B)较彻底，干胶中挥发分主要是水 (非表面游离水)，因此产品气味较
5、小，化学污水量 大，能耗较高，但该法操作简单，技术含量较低。 与干法工艺相比，湿法工艺投资明显较低，且工艺 简单，易于操作。而干法工艺投资大，虽然技术先 进，环境友好，但对技术及设备的要求均较高。 近几年，随着合成橡胶后处理工艺技术的发 展，国内也有一些关于合成橡胶后处理技术研究 的报道，如氯磺化聚乙烯，聚苯乙烯 及顺丁橡 胶 的生产装置湿法后处理工艺均见报道。但至 今国内还未见EPR的湿法后处理工艺技术研究 的报道。 1 实验部分 11 实验原料及公用工程 EPR胶液：J一2070，吉林石化公司有机合成厂 生产；水蒸汽：07 MPa；实验用水：生活水。 12实验设备 凝聚釜：200 I ；胶
6、液储罐：5O I ；脱水、膨胀干燥 一体机：TPG 60型，大连天晟通用机械有限公司。 13实验方法 实验共分两个部分，即湿法凝聚及挤出脱挥 第1期 崔 华，等乙丙橡胶湿法脱挥工艺研究 57 实验。 湿法凝聚实验：首先将乙丙橡胶的己烷胶液 加入到胶液储罐中待用。向凝聚釜中通人生活 水，加入到一定液位后，关闭进水阀，开始通入蒸 气进行加热，加热温度至8590，并保持该温 度。此时，开启凝聚釜的搅拌进行搅拌，同时开启 胶液储罐与凝聚釜间的进料阀，用氮气将胶液按 一定速度加人到凝聚釜中进行凝聚。凝聚结束 后，打开手孑L取出水胶样品进行测试。 挤出脱挥实验：将以上得到的胶块，人工撕成 20430 mm
7、的小块，浸泡在水中，加热至6O7O ，待系统温度正常后，将胶块按一定的速度送入 脱水、膨胀干燥一体机的加料口中。挤出后的胶 粒采用风冷的方式进行冷却，最后将脱挥后的橡 胶进行取样分析。 2结果与讨论 21 EPFI胶液的凝聚 在200 I 模试装置上，在一定的实验条件下， 采用EPR J一2070胶液进行水凝聚实验。实验结果 及测试数据见表l。 表1 J2070胶液水凝聚实验条件及测试结果 1)凝聚温度：859o oC；蒸汽压力：()6O7)MI a；胶液储罐压力：(O35()，1)Mta；进料速度：6()1 kgh；凝聚釜压力：常压；胶液牌 号为J-2070，胶液质量分数为l0 在胶液中加入
8、一定量的第三单体(ENB)ENB在胶液中含量模拟新建25 kta装置。 从表1中的数据可见，湿胶中挥发分含量较 低，也就是说含水量低、胶块粘连严重，导致干胶 的挥发分较高。 为了进一步提高溶剂及单体的脱除效率，以 达到理想的脱挥目的，对原有的喷嘴进行了改造， 改造后的喷嘴2是参照吉林石化公司有机合成厂 现有20 kta EPR的取样器进行设计的，同原始 的喷嘴相比，胶液与蒸汽进料方式和方向均有所 改进。采用喷嘴2对EPR J一2070胶液进行了水 凝聚实验的结果及测试数据见表2。 表2 J一2070胶液水凝聚实验条件及测试结果 1)凝聚条件同表1。 通过对表2、表l中的数据对比表明，在实验 条
9、件下，采用改造后的喷嘴2进行EPR的水凝聚 实验，脱挥效果明显好于采用喷嘴1得到的凝聚 样品。 22挤出脱挥实验 本次挤出脱挥实验所用原料为采用喷嘴2对 EPR J一2070进行了水凝聚得到的样品，其中，干 胶的 (总挥发分)=15。实验所用设备采用 TPG 60型脱水、膨胀干燥一体机，目的在于将水 凝聚后的EPR进行进一步的脱水干燥，考察采用 挤压脱水及膨胀干燥工艺是否适合于水法凝聚后 EPR的脱挥要求。另外，还考察了挤出机螺杆转 速对脱挥后样品门尼的影响。 TPG 60型脱水、膨胀干燥一体机主要参数 如下。 螺杆直径：脱水段D一120 mm；膨胀段D一 60 ram；螺杆转速：30300
10、rmin；变频调速实验 采用模头孔径、孔数：I型：D18 mlTlx 3 mlTl， 12个；1I型：D一3 mm，1个；D一35 mm，12个。 221模头的选择 考虑到EPR温度升高后粘度可能下降较快， 首先采用了I型模头，只经过一次脱挥，EPR的 w(总挥发分)就下降到了04 95，挤出脱挥后，样 品外观蓬松、多孔，无变色降解现象。但几分钟 后，模头孔大部分眼出现堵塞现象，切刀无法正常 切粒。 为了改进模头堵塞现象，改用型模头。经 过实验表明，采用该型号模头未出现堵塞现象。 因此本次实验采用型模头。 58 化工科技 第18卷 222机头压力对实验结果的影响 采用型模头，在通人一定量的蒸汽
11、加热的 条件下，考察了不同机头压力对脱挥后样品的总 挥发分的影响，实验结果见图1。 矬 一 毫 机头压力MPa 图1 机头压力对总挥发分的影响 从图1中曲线可以看出，在实验范围内随着 机头压力的升高，总挥发分逐渐降低。这是由于 机头压力越高，与环境的压差就越大，因此，闪蒸 效果就越好，样品的脱挥效果也就越好。 223机头出口温度对实验结果的影响 采用型模头，在通入不同量的蒸汽加热的 条件下，考察了不同机头出口温度对脱挥后样品 的总挥发分的影响，实验结果见图2。 套 进 踊 机头出口温度 图2机头出1：3温度对总挥发分的影响 从图2中曲线可以看出，在实验范围内随着 机头出口温度的升高，总挥发分逐
12、渐降低。这是 由于机头出口温度升高，有利于溶剂及单体的脱 除。从图2中的数据还可以看出，通过调整机头 出口温度，可以使挤出样品的 (总挥发分) 05 ，说明该脱挥工艺可行。 224挤出机的螺杆转速对实验结果(挤出样品 门尼)的影响 为了考察机头出口温度对挤出样品门尼的影 响，取不同螺杆转速下的挤出样品进行了测试，其 结果见图3。 螺杆转速(rrain ) 图3螺杆转速对挤出样品门尼的影响 从图3的曲线可以看出，在实验的螺杆转速 范围内，挤出样品的门尼几乎不发生变化，与所使 用的J-2070成品胶的门尼基本一致(125下进 行测试，J一2070的门尼为445)，这说明采用该 工艺进行EPR的脱挥
13、实验不仅使样品的总挥发 分达到要求，并且挤出的样品也未发生降解。 3结论 (1)采用湿法后处理工艺，通过J-2070胶液 的水凝聚实验，结果表明：采用改造后的喷嘴结构 及合理的加料方式，可以使干胶的 (挥发分)达 到029 96，达到国家标准，有效地提高了胶液凝 聚过程中的脱挥效率。 (2)挤出机采用型模头，通过J-2070水凝 聚样品的挤出脱挥实验，最佳工艺为挤出机模头 压力为36 MPa，挤出机机头出口温度154，挤 出样品的总挥发分亦逐渐降低，当挤出机机头温 度为154时，挤出样品的叫(总挥发分) 05 ，达到国家标准，说明该脱挥工艺可行。 (3)在挤出机螺杆转速为50120 rrain
14、的 范围内，挤出样品的门尼值基本不发生变化，挤出 样品不发生降解，可满足EPR脱挥的要求。 参考文献 r1章永坤注水脱挥系统在聚苯乙烯生产中的应用J广东 6 4 2 O 8 6 4 2 O 8 6 2 2 2 2 1 l 1 O 0 第1期 崔华，等乙丙橡胶湿法脱挥工艺研究 59 化工，2006，(6)：6062 发J中国科学工程，2001，(7)：5963 2曹湘洪，等溶液聚合合成橡胶节能技术和节能型橡胶的开 Study on wet devolatilization technology of EPR CUI Hua ，ZHAO Xiuhong ，JIN Yongfeng ，IdAO Fe
15、ngying ，ZOU Xiang-yang ，SHI Chunyan (iResearc h Institute of Jilin Petrochemical CoLtd，PetroChina，Jilin 132021，China；2Fine Chemical Factory of Jilin Petrochemical CoLtd，PetroChina，Jilin 132021，China) Abstract：Condensation and extrusion devolatilization were carried on EPR(I一2070)rubber liquidBy modi
16、fied nozzle structure and suitable feed method，the devolatilization efficiency during rubber liau condensation was improved effectivelyBy modified mold head of type 1I，extrusion devolatilization ex periments were carried on EPR water condensation sampleThe experiment result showed that when the extr
17、uder mold head pressure was at 36 MPa，and when extruder mold head temperature was at 1 54，total volatilization of extrusion sample was less than 05，and when extruder rotation speed was at 5O120 rmin，the degradation of extrusion sample was not taken placeIt showed this devola tilization process can m
18、eet the need of EPR devolat1ization Key words：EPR；Wet technology；Condensation；Devolatilization (上接第19页) Study on preparation and property of surfactant alkyl polyglycosides disodoum suifosuccinate monoester ZHAO QiuPing，WANG QingNing，ZHANG Feilong，II Ian (School oJ Petrochemial Engineering，Lanzhou U
19、niversity oJn(hnology，Lanzhou 730050 China) Abstract：By using sweet potato starch as the raw material，the authors have synthesized the anionic surfactant APGSSFrom the study on the influential elements of the esterifying reaetion between APG and MA and the sulfonating reaction between ester and NaHS
20、Oa，it is demonstrated that the suitable esterifying reaction conditions mainly require using Ptoluenesulfonie acid as the catalyst，and the dos age is 15 of the total mass of APG and MA；the reaction temperature is 100；the proportion of (APG)to n(MA)is 1 to 1，and the reaction time lasts for 4 hoursThe
21、 best suIfonating cOnditions mainly reqmre that the reaction temperature is 120；the proportion of“(NaHSO3)to n(ester)is 1to 1，and the reaction time is 25 hoursWith the infrared spectroscopic analysis，the structure and the physiochemical nature of the synthesized product have been determinedThe result indicates that the critical micelle concentration of APGSS is 02 mgI ，and compared with APG，the foaming and wettiI1g properties have been improved Key words：Sweet potato starch；Alkyl polyglycosides；Disodoum sufosuccinate monoester；Surfactant
